内容正文:
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教材原型 真题再现
【RJ版·必修第二册·P10·2】
下列关于SO2 的叙述正确的是( )
A.SO2 是无色、无味、有毒的气体
B.SO2 与NaOH溶液反应生成Na2SO4
C.SO2 能使紫色的KMnO4 溶液褪色
D.SO2 有毒,不能用作食品添加剂
【2022·广东·5】
若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d
均为浸有相应溶液的棉花)所示的探究实
验,下列分析正确的是( )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4 的酸性
B.a处变红,说明SO2 是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2 具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无 H2O生成
考点提炼:考查SO2 的相关性质
教材原型:直接考查SO2 的物理性质和化学性质
真题再现:通过实验考查SO2 的制备及化学性质
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知识点一 硫的性质
1(硫的性质)下列关于硫单质参与反应的化学方程式正确的是( )
A.与少量铜反应:S+Cu
△
CuS
B.与少量铁反应:2S+Fe
△
FeS2
C.与足量纯氧反应:S+O2
点燃
SO2
D.与氢氧化钠溶液反应:3S+4NaOH
△
2Na2S+SO2↑+2H2O
总结
硫具有弱氧化性,可以与H2 化合生成H2S,与变价金属反应时生成低价态金属硫化物,如Cu2S、FeS;与氧气
反应时,无论在空气中还是在纯氧中,无论氧气少量还是过量,都生成SO2;在加热的条件下,硫可以与NaOH
溶液反应生成硫化钠、亚硫酸钠和水。
◀086
2(拓展———硫化氢的性质)硫化氢(H2S)是一种无色剧毒、有臭鸡蛋气味的气体,蛋白质腐败
和某些生命活动均可以产生硫化氢,在工农业生产及科研活动中有重要的应用。
资料:①H2S可溶于水,其水溶液叫氢硫酸,是一种二元弱酸。
②FeS是一种不溶于水的黑褐色块状固体,能溶于盐酸或稀硫酸生成H2S。
某化学小组设计了制取少量 H2S并验证其性质的实验,如图所示。B中盛放CuSO4 溶液,C中放
有湿润的蓝色石蕊试纸,D中盛放FeCl3 溶液。请回答下列问题:
(1)装置A中仪器a的名称是 。写出装置A中发生反应的化学方程式:
。
(2)B中有黑色沉淀产生,B中发生反应的化学方程式为 。
工业上利用该反应检验Cu2+的存在,并使用H2S作为除去废水中某些重金属离子的沉淀剂。
(3)D中只有浅黄色沉淀产生,且溶液变浅绿色,写出发生反应的离子方程式: 。
检验溶液中的Fe3+已经反应完全的操作过程为 。
知识点二 二氧化硫的性质
3(二氧化硫的性质)[2022·广东·5]若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相
应溶液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4 的酸性
B.a处变红,说明SO2 是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2 具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
4(漂白性)下列关于漂白性的叙述正确的是( )
A.SO2 的氧化性带来漂白性,可使石蕊溶液先变红后褪色
B.将SO2 通入滴有酚酞溶液的NaOH溶液中,溶液因漂白而褪色
C.将Na2O2 投入到酚酞溶液中,溶液先变红后褪色
D.将Cl2 通入石蕊溶液,石蕊溶液先变红后褪色,体现出Cl2 的漂白性
5(SO2 与CO2 的检验与鉴别)下列物质能用于鉴别CO2 和SO2 的是( )
①酸性高锰酸钾溶液 ②澄清石灰水 ③品红溶液 ④BaCl2 溶液 ⑤溴水
A.①③⑤ B.①②③⑤ C.①②③④⑤ D.①③④⑤
087 ▶
总结 检验CO2、SO2 同时存在的实验设计流程
流程设计 检验SO2 除去SO2 检验SO2 是否除尽 检验CO2
选用试剂 品红溶液 酸性KMnO4 溶液 品红溶液 澄清石灰水
预期现象 褪色 褪色或颜色变浅 不褪色 变浑浊
实验图示
注意:若检验混合气体中既有SO2 又有SO3,应先用BaCl2 溶液检验并除去SO3,之后再检验SO2。因为常温
下SO3 为液态,进入溶液中就无法出来发生后续反应。
知识点三 硫酸的制备与性质
6(硫酸的工业制备)硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。如图是工业制硫酸的生
产流程示意图,读图后回答下列问题。
(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整:4 +11O2
煅烧
2Fe2O3+8SO2。
(2)转化是工业制硫酸的重要一步,即SO2 和空气的混合物通过转化器反应生成SO3,实际生产中,
反应温度选定在475℃左右。写出转化器中发生反应的化学方程式: 。
(3)依据工艺流程图,判断下列说法错误的是 。
A.黄铁矿进入沸腾炉之前粉碎,是为了增大反应物的接触面积,加快反应速率,并且可以提高原料
的转化率
B.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
C.工业生产要求高效,为加快反应速率,接触氧化应使用催化剂并尽可能提高体系温度
D.工业制硫酸的尾气大量排放至空气中会形成酸雨
E.制酸厂排出的酸性废水,一般用石灰乳等中和处理
(4)工业制硫酸的工艺中,通常用来吸收尾气的物质是 。
A.氨水 B.硫酸
C.氯化钙 D.氢硫酸
◀088
(5)在硫酸的工业生产中,下列生产操作及其原因解释不正确的是 (填序号)。
A.黄铁矿燃烧前需要粉碎,因为块状黄铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的炉气需净化,因为炉气中的杂质会导致催化剂中毒,活性降低
C.用98.3%的浓H2SO4 吸收SO3,可以防止形成酸雾阻碍SO3 的吸收
D.接触室的反应温度控制在400~500℃,因为在该温度范围内催化剂的活性较高
7(浓硫酸的性质)用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实验
结论相符的是( )
选项 ① ② 预测②中现象 实验结论
A 浓硫酸 浓盐酸 产生大量气体 硫酸的酸性比盐酸的强
B 浓硫酸 铜片
铜片溶解,产生气泡,底部产生
灰白色粉末
浓硫酸表现酸性和强氧
化性
C 浓硫酸 CuSO4·5H2O 固体由蓝色变为白色
浓硫酸具有吸水性,发
生物理变化
D 浓硫酸 蔗糖
固体由白色变为黑色海绵状,
并有刺激性气味的气体放出
浓硫酸具有脱水性、强
氧化性
总结 浓硫酸的吸水性与脱水性比较
吸水性 脱水性
作用对象 含有水分子或结晶水的物质 一般为含H、O元素的有机物,H、O按水的组成比脱去
变化类型 物理或化学变化 化学变化
能量变化 放热 放热
本质区别
与浓硫酸接触的物质中是否含有“H2O”。若有“H2O”,则浓硫酸表现吸水性;若不含“H2O”,
只是含有氢元素和氧元素的有机物,则浓硫酸表现脱水性。
注意:
吸水性是浓硫酸的物理性质,但吸水的过程可能发生化学变化,如CuSO4·5H2O →CuSO4;
脱水性可巧记为“脱水碳化”,使有机物中的H、O按照2∶1的形式脱去水而生成碳单质。
知识点四 硫酸盐与硫酸根离子的检验
8(硫酸盐)下列有关硫酸盐的说法正确的是( )
A.硫酸钡在医学上用作钡餐,Ba2+对人体无毒
B.明矾常用于净水,含Al3+的盐作为食品膨化剂时可以过量添加
C.Fe2+对人体有益,FeSO4 可用于制补血剂
D.绿矾可以和石灰乳混合制成一种常用的农药———波尔多液
089 ▶
9(SO2-3 、SO2-4 检验)有一瓶Na2SO3 溶液,它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液,滴加
BaCl2 溶液,产生白色沉淀;再加入足量稀硝酸,充分振荡后仍然有白色沉淀。下列叙述正确的是
( )
A.亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化
B.加入BaCl2 溶液后,产生的沉淀中一定含有硫酸钡
C.加入稀硝酸后,不溶的沉淀一定是硫酸钡和亚硫酸钡
D.将稀硝酸换成稀盐酸后观察沉淀变化量可以确定Na2SO3 溶液是否部分被氧化
总结
SO2-3 的检验 SO2-4 的检验
原理 SO2-3 +Ba2+BaSO3↓;BaSO3+2H+Ba2++SO2↑+H2O SO2-4 +Ba2+BaSO4↓
方法
取适量待测液于试管中,加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成;再加入
过量盐酸,沉淀溶解,放出无色有刺激性气味且能使澄清石灰水变
浑浊的气体(或放出无色有刺激性气味且能使品红溶液褪色的
气体)
取适量待测液于试管中,加
入足量稀盐酸酸化,再滴加
BaCl2 溶液,观察有无白色沉
淀生成
注意:检验SO2-4 时,用稀盐酸(不能用硝酸、硫酸)酸化,排除Ag+、CO2-3 、SO2-3 的干扰。所用的钡盐一般为
BaCl2,不用Ba(NO3)2,避免酸性条件下溶液中的SO2-3 、HSO-3 等被NO-3 氧化为SO2-4 而干扰检验。
10(粗盐提纯)用海水得到的粗盐中含有较多杂质(如不溶性的泥沙,可溶性的CaCl2、MgCl2
以及一些硫酸盐等),粗盐提纯的流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.步骤①⑤⑦均会使用的仪器是玻璃棒
B.步骤②所加X溶液和步骤④所加Y溶液的顺序可以调换
C.步骤⑥加入盐酸的目的是除去过量的NaOH和Na2CO3
D.该提纯过程未涉及氧化还原反应
◀014
成3个共用电子对后仍存在1个孤电子对,4个电子对互相
排斥,使得分子呈三角锥形结构: ,错误。B.CO2、
CS2、COS分子中,C需要形成4个键达到稳定结构,O、S都需
要形成2个键达到稳定结构,因此分子的结构式为OCO、
SCS、SCO,中心原子C上没有孤电子对,分子是
直线形结构,正确。C.两点确定一条直线,双原子分子一定
是直线形结构,正确。D.分子有不同空间结构是由于共价键
具有饱和性和方向性,正确。
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
一、硫和二氧化硫
①难 ②CS2 ③FeS ④Cu2S ⑤SO2 ⑥6NO2↑
⑦2Na2S+Na2SO3+3H2O ⑧大 ⑨40 ⑩H2SO3
Na2SO3 CaSO3 5SO2-4 +2Mn2++4H+
H2SO4 3S 红
二、硫酸
①2Fe2O3+8SO2 ②有机物 ③钝化 ④CuSO4+SO2↑+
2H2O ⑤黑 ⑥无 ⑦CO2↑+2SO2↑+2H2O
⑧S↓+SO2↑+2H2O ⑨波尔多液
三、硫酸根离子的检验
①稀盐酸 ②BaCl2 溶液 ③Na2CO3 ④BaCl2 ⑤稀盐酸
典例1 C 【解析】A.S具有弱氧化性,与变价金属反应生
成低价金属硫化物,与Cu反应生成Cu2S,错误。B.Fe为变
价金属,与S反应生成FeS,错误。C.S燃烧生成SO2,SO2
生成SO3 的反应需要在催化剂、加热的条件下进行,正确。
D.S与NaOH 溶液反应生成 Na2S、Na2SO3,碱性条件下不
会生成酸性气体,错误。
典例2 (1)长颈漏斗 FeS+H2SO4H2S↑+FeSO4
(2)H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4
(3)H2S+2Fe3+S↓+2H++2Fe2+ 取溶液少量置于
试管中,滴加2~3滴KSCN溶液,若不变红色,说明Fe3+已
经反应完全
【解析】装置A是简易启普发生器,用于常温下难溶块状固
体和溶液不加热反应制备气体,装置 A中生成的 H2S通入
装置B内的CuSO4 溶液中,生成难溶于非氧化性酸的黑色
沉淀CuS,H2S进入装置C,因其水溶液具有弱酸性,可使湿
润的蓝色石蕊试纸变红,H2S进入装置D与FeCl3 发生氧化
还原反应生成S和Fe2+,装置E作为防倒吸装置,最后装置
F中装有NaOH溶液用于尾气吸收,防止污染空气。
(1)仪器a为长颈漏斗,向试管中加入稀硫酸,通过强酸制弱
酸生成H2S,反应的化学方程式为FeS+H2SO4H2S↑+
FeSO4。
(2)B中发生复分解反应生成难溶于非氧化性酸的黑色沉淀
CuS,反应的化学方程式为H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4。
(3)D中发生氧化还原反应:H2S+2Fe3+S↓+2H++
2Fe2+;可以用KSCN溶液检验溶液中Fe3+ 已经反应完全,
取溶液少量置于试管中,滴加2~3滴KSCN溶液,若不变红
色,说明Fe3+已经反应完全。
典例3 B 【解析】A.Cu与浓硫酸反应生成硫酸铜,体现
浓硫酸的酸性,同时浓硫酸中的部分硫原子得电子价态降低
生成二氧化硫,体现浓硫酸的氧化性,错误。B.SO2 为酸性
氧化物,能与水反应生成亚硫酸,亚硫酸电离出氢离子,紫色
石蕊溶液变红,正确。C.二氧化硫具有漂白性,能漂白品红,
使品红溶液褪色,二氧化硫具有还原性,能被酸性高锰酸钾
溶液氧化,从而使高锰酸钾溶液褪色,错误。D.浓硫酸具有
吸水性,能吸收反应生成的水,故底部只能产生白色的无水
硫酸铜,错误。
典例4 C 【解析】A.SO2 的漂白性是与有色有机物化合
得到无色产物,与氧化性无关,且SO2 不能漂白指示剂,将
SO2 通入石蕊溶液中只变红不褪色,错误。B.将SO2 通入滴
有酚酞溶液的NaOH溶液中,溶液碱性减弱而褪色,与漂白
性无关,SO2 不能漂白指示剂,错误。C.Na2O2 与水反应生
成的NaOH使酚酞溶液变红,Na2O2 的漂白性使溶液褪色,
正确。D.Cl2 与水反应生成盐酸和次氯酸,溶液显酸性使石
蕊溶液变红,次氯酸的漂白性使溶液褪色,不是Cl2 的漂白
性,错误。
典例5 A 【解析】①SO2 有还原性,可以使酸性高锰酸钾
溶液褪色,CO2 不可以,现象不同,可以鉴别。②CO2 和SO2
都是二元弱酸对应的酸性氧化物,能与Ca(OH)2 反应生成
难溶于水的CaCO3、CaSO3 白色沉淀,现象相同,无法鉴别。
③SO2 具有漂白性,能使品红溶液褪色,CO2 不可以,现象不
同,可以鉴别。④CO2 和SO2 与水反应后分别生成 H2CO3、
H2SO3,无法通过弱酸制强酸与BaCl2 溶液反应,都没有现
象,无法鉴别。⑤SO2 的还原性可使溴水褪色,CO2 与溴水
不反应无现象,现象不同,可以鉴别。故选A。
典例6 (1)FeS2 (2)2SO2+O2
催化剂
△
2SO3 (3)C
015 ▶
(4)A (5)A
【解析】工业制硫酸主要分为三个步骤:①在沸腾炉中煅烧
硫黄或黄铁矿制备SO2,并进行净化和干燥;②在接触室中
对SO2 进行催化氧化转化为SO3;③在吸收塔中用98.3%的
浓硫酸吸收SO3 制成发烟硫酸。
(1)燃烧黄铁矿的化学方程式为4FeS2+11O2
煅烧
2Fe2O3+
8SO2。可以用整体法进行化学方程式配平。
(2)转化器(即接触室)中的反应为2SO2+O2
催化剂
△
2SO3,
通常用V2O5 作为催化剂。
(3)A.黄铁矿进入沸腾炉之前粉碎,是为了增大反应物的接
触面积,加快反应速率,并且可以提高原料的转化率,正确。
B.沸腾炉排出的矿渣含有铁元素,可供炼铁,正确。C.工业
生产要求高效,为加快反应速率,接触氧化应使用催化剂并
采取较高温度,但温度过高会导致催化剂失去活性,因此不
能尽可能提高体系温度,错误。D.工业制硫酸的尾气中含有
SO2,大量排放至空气中会形成硫酸型酸雨,正确。E.制酸
厂排出的是含有 H2SO4 的酸性废水,一般用石灰乳等中和
处理,Ca(OH)2 比NaOH成本更低,正确。
(4)工业制硫酸的工艺中,通常用氨水来吸收尾气,发生的反
应为2NH3·H2O+SO2(少量)(NH4)2SO3+H2O,
NH3·H2O+SO2(过量)NH4HSO3。
(5)A.黄铁矿燃烧前需要粉碎,因为块状黄铁矿虽然能燃烧
但是反应较慢,工业生产中固定反应时间时会导致原料剩余
浪费,错误。B.从沸腾炉出来的炉气需净化,因为炉气中的
杂质会导致催化剂中毒,活性降低,正确。C.SO3 与 H2O反
应放出大量的热,容易形成酸雾阻碍SO3 的吸收,用98.3%的
浓H2SO4 吸收SO3 可防止形成酸雾,正确。D.接触室的反应
温度控制在400~500℃,因为在该温度范围内催化剂的活
性较高,正确。故选A。
典例7 D 【解析】A.浓硫酸具有吸水性,浓盐酸具有挥发
性,浓硫酸吸收浓盐酸中的水分导致浓盐酸浓度增大而加快
其挥发,硫酸和盐酸都是强酸,该实验体现了浓盐酸的挥发
性和浓硫酸的吸水性,错误。B.常温下浓硫酸和Cu不反应
(不浓不热不反应),所以没有明显现象;浓硫酸和铜加热发
生反应生成SO2,体现了浓硫酸的强氧化性,生成硫酸盐体
现了其酸性,错误。C.浓硫酸具有吸水性,能吸收五水硫酸
铜中的结晶水而使五水硫酸铜变为无水硫酸铜,固体由蓝色
变为白色,发生化学变化,错误。D.浓硫酸能将有机物中的
H、O元素以2∶1水的形式脱去而体现脱水性,将碳单质氧
化为CO2 体现其强氧化性,同时还生成有刺激性气味的二
氧化硫,正确。
典例8 C 【解析】A.Ba为重金属元素,Ba2+对人体有害,
因此钡餐所用的钡盐是难溶于胃酸(盐酸)的BaSO4,不能用
BaCO3,错误。B.明矾可用于净水,因为Al3+可在水中形成
Al(OH)3 胶体吸附悬浮杂质沉降;过量摄入铝会影响人体
对铁、钙等成分的吸收,导致骨质疏松、贫血,得老年痴呆,所
以含Al3+的盐作为食品膨化剂时要严格控制用量,错误。
C.Fe2+是血红蛋白的重要组成成分,FeSO4 可用于制补血
剂,为了防止Fe2+被氧化通常与维生素C共同服用,正确。
D.波尔多液是一种保护性杀菌剂,由硫酸铜和石灰乳配制而
成,硫酸铜晶体俗称胆矾、蓝矾,绿矾是 FeSO4·7H2O,
错误。
典例9 D 【解析】A.Na2SO3 和Na2SO4 都可与BaCl2 溶
液反应生成沉淀,加入稀硝酸,亚硫酸钡可转化为硫酸钡,不
能用于检验是否被氧化,错误。B.加入BaCl2 溶液后,生成
的沉淀可能为亚硫酸钡或硫酸钡,错误。C.加入稀硝酸,亚
硫酸钡可生成硫酸钡,故加入稀硝酸后的不溶沉淀一定是硫
酸钡,错误。D.此实验不能确定 Na2SO3 是否部分被氧化,
将稀硝酸换成稀盐酸后观察沉淀变化量可以确定 Na2SO3
溶液是否部分被氧化,即加入稀盐酸后若沉淀全溶解产生无
色有刺激性气味气体则沉淀为亚硫酸钡,原溶液未被氧化,
若沉淀部分溶解且产生无色有刺激性气味气体,则原溶液部
分被氧化,若沉淀不溶解且不产生无色有刺激性气味气体,
则原溶液全部被氧化,正确。
典例 10 B 【解析】 粗 盐 除 NaCl外,还 含 有 MgCl2、
CaCl2、硫酸盐以及泥沙等杂质,除去 MgCl2 用NaOH溶液,
除去CaCl2 用Na2CO3 溶液,除去Na2SO4 用BaCl2 溶液,为
了将杂质离子完全除去,加入的试剂均过量,过量的BaCl2
溶液需要用碳酸钠溶液除去,则 Na2CO3 溶液应该在BaCl2
溶液之后加入,所以图中X为BaCl2,Y为 Na2CO3,过滤除
去不溶物,再向滤液中加适量稀盐酸除去过量的 NaOH 和
Na2CO3,最后经过蒸发、结晶、烘干得到精盐。A.步骤①为
溶解粗盐,在溶解时用玻璃棒搅拌可加速溶解,⑤为过滤,用
玻璃棒引流,⑦为蒸发结晶,用玻璃棒搅拌,使溶液受热均匀
防止液滴飞溅,3个步骤中均用到玻璃棒,正确。B.图中X
为BaCl2,Y为Na2CO3,Na2CO3 溶液应在BaCl2 溶液之后加
入,以除去过量的BaCl2,BaCl2 溶液、Na2CO3 溶液的加入顺
序不能调换,否则无法除去过量的BaCl2,错误。C.步骤⑤过
滤所得滤液中含有NaOH和Na2CO3,加入盐酸使之转化为
NaCl,正确。D.该提纯过程只涉及复分解反应,未涉及氧化
还原反应,正确。
第二节 氮及其化合物
一、氮气与氮的固定
①水 ②Mg3N2 ③2NO ④2NH3